CFD模拟

摘要： 随着电子器件热流密度的不断增加,开发和使用结构紧凑且高效的微型制冷器件已非常迫切。使用Fluent 19.0软件对基于硅基回热器的微型脉管制冷机在不同回热器空隙率、冷热端温度和相位条件下的制冷性能进行了数值计算。结果表明:硅基回热器的空隙率对制冷性能有重要影响;在固定几何参数下,存在一个最佳空隙率使得制冷机的COP最大。当工作频率为500 Hz,充气压力0.2 MPa,空隙率为0.87时,微型脉管制冷机能够在293 K提供3.844 W的制冷量,COP为1.007,相对卡诺效率为3.44%。随着冷端温度上升,制冷机的制冷量增加,但相对卡诺效率随之降低。本研究可为微型化制冷机的设计和开发提供一定指导。

摘要： 针对如何加强建筑平面空间划分设计以改善建筑自然通风性能的定量分析支撑等问题,通过构建进深不同、内墙分隔疏密度连续变化的标准层平面模型矩阵,控制外窗开启扇洞口面积比变化,进行室内风环境模拟,以“标准层新风换气次数”为评价指标,分析模拟结果,发现平面空间划分与建筑自然通风性能的相关性规律,及这一规律在不同外窗开启扇洞口面积比下的差异化表现。结论包括:控制进深较小、外窗开启扇洞口面积比较大,有利通风;内墙分隔疏密度对建筑自然通风性能影响不明显,但室内有无分隔影响明显、且以2.5%的外窗开启扇洞口面积比为临界点呈现差异化表现。

摘要： 为了减少LNG全容储罐预冷模拟试验研究的成本,通过仿真软件对LNG全容储罐预冷过程进行模拟分析。基于Python语言开发出大型LNG全容储罐预冷仿真分析系统,将预冷相关的技术、行业经验与仿真流程封装成模板,使用者仅需输入相应参数,程序模板自动执行仿真计算,即可得到预冷过程的仿真结果,降低了仿真使用门槛,缩短了预冷效果的分析校核时间和周期,提升了预冷效率和预冷可靠性。预冷仿真可以得到各监控点的温度数据。通过实际预冷过程将监测温降曲线与模拟结果进行对比,确认相对误差为5%,预冷仿真分析系统设置和计算的CFD模拟结果可靠。

摘要： 针对传统通风机故障诊断系统故障特征信号不准确,难以准确判断故障的问题,提出了运用建模仿真分析的方法进行故障特征信号获取。通过对轴流式通风机结构、CFD模拟过程、叶片故障建模以及计算结果分析完成了故障特征信号的建立。将该方法应用于传统的通风机故障诊断系统并进行系统实验,优化的通风机故障诊断特征信号获取方法可使通风机故障诊断系统准确率达到100%,使通风机故障诊断系统更为准确可靠。

摘要： 室内风环境在现代日常生活中越来越受到重视。不同的窗型对室内风环境有明显的影响,如上悬窗作为一种常见的窗型,其对室内风环境的影响与其他开窗方式有着很大的不同。以风速和风速不均匀系数作为风环境的评价指标,利用CFD模拟软件———Airpak搭建起典型上悬窗通风的三维模型,并按照需求设定边界条件和划分网格。通过模拟获得上悬窗开启30°时不同风向投射角的工况下风速等参数,从而可计算出在风压通风条件下室内4个不同高度平面(0.6 m、0.9 m、1.2 m、1.5 m)的平均风速、风速不均匀系数等参数;再根据模拟数据绘制图表并总结出最大风速、平均风速和风速不均匀系数的变化规律,并以此为基础制定通风策略来保证室内空气质量。

摘要： 步行街是商业建筑购物、休闲的步行街道,也是两侧商铺火灾时的疏散通道。《建筑设计防火规范(2018年版):GB50016—2014》要求步行街采用自然排烟方式,并对自然排烟的排烟窗面积、布置进行了规定,但对步行街的建筑高度没有规定。对建筑高度超过24 m的某大型商业步行街的自然排烟有效性进行分析,通过CFD模拟分析烟气的蔓延时间ASET和人员疏散时间RSET进行判断,并提出加强措施,以保证步行街作为周边商铺疏散条件的安全性。建议在每层步行街的中庭开口部位设置挡烟垂壁,阻止烟气向两侧步行街蔓延,延长烟气的蔓延时间,确保人员能安全疏散。

摘要： 上海市液氨运输、使用频繁,且运输路径中街道峡谷密集,一旦液氨泄漏并在街道峡谷中扩散,会造成严重后果。以上海市为例,选取街道峡谷环境,采用计算流体力学(CFD)的方法研究液氨泄漏后的扩散规律,模拟了主导风向顺吹街道峡谷和横掠街道峡谷两种工况下,街道峡谷内氨浓度场的分布,同时得到临街建筑立面上氨的浓度分布,并分析了产生浓度分布差异的原因。研究成果为救援、逃生策略的制定提供参考依据。

摘要： 开发了一种流场均匀且液相处理能力大的新型多降液管塔板。本文以水和空气为介质,在内径1219mm的有机玻璃塔内,研究了新型多降液管塔板的流体力学性能。结果表明,在相同气液负荷下,相较于弓形降液管塔板,新型多降液管塔板具有湿板压降低、雾沫夹带量小和漏液少等优点。同时新型多降液管塔板继承了多降液管(MD)塔板液相负荷高的特点,在空塔动能因子2.4(m/s)·(kg/m^(3))^(0.5)的条件下,全塔喷淋密度仍可高达80m^(3)/(m^(2)·h)。对塔板上液相流场的流体流动特性进行了计算流体力学(CFD)分析,并将模拟结果与MD塔板进行对比。结果表明,新型多降液管塔板降液管的结构和排布方式使得塔板上液体流动更加均匀,预期可以获得更高的塔板效率。

摘要： 电子束熔粉技术是指使电子定向运动来获得高动能的粒子,利用这高能量的带电粒子流轰击熔化粉末层沉积在衬底的技术。本文为了观察电子束增材熔粉成形热平衡状态下的温度分布,该文通过测量和CFD模拟方法可视化了粉末床的温度场。在试验中以不锈钢316L粉和钛合金粉作为试验成形材料,用fluent软件作为模拟工具。先选择不同粒径的316L粉和TC4钛合金粉熔粉制作5 cm^(2)的棒材同时测试温度并进行了模拟。结果发现,小颗粒粉末熔粉成形的已成形区温度低于大颗粒粉末,而粉末区温度高于大颗粒粉末,原因是小颗粒粉末颗粒之间的接触点多,热量比大颗粒粉末传导的快,热传导率小的材质的粉末电子束熔粉成形所需功率较低。在热平衡状态下,成形熔粉面积大的零件同一铺粉周期下的所需电子束功率小于成形小面积(除了电子束热载荷奇点区)的零件所需电子束功率。微观观察发现大颗粒粉末熔粉内部容易残留微孔,电子束扫描处出现了片状马氏体,但细粉打印微观组织中出现了再结晶现象,而且过细的粉末在电子束打印中很难控制其成形形状。通过Fluent模拟平均粒径64μm、33μm不锈钢粉和67μm的钛合金粉粉末床温度得到的实测值和模拟值吻合度分别为95.4%、96%及93.3%,因此,用Fluent模拟熔粉粉末床温度可行。尤其是粉末床粉末多孔介质的特性的描述向其他材料粉末床热平衡CFD分析提供了分析方法和理论指导。

摘要： 城市室内冰场为提高全民参与冰雪运动做出了重要贡献,但现阶段尚无专门针对室内冰场环境设计标准。现阶段室内冰场设计主要依赖于既有案例和专业管理公司积累的运营经验作为指导来完成。基于某大学体育馆室内冰球场的设计过程,重点阐述了冰场室内环境参数确定方法、冷负荷计算方法,以及冰场空调除湿系统方案选择和空气处理过程的设计。并基于CFD模拟数据,分析3种设计工况下的气流组织及差异化的温度-风速场,对供暖空调设备配置、送回风口位置、室内空间设计等进行完善。研究最后结合项目特点,提出了优化室内环境和节能措施的建议,以期为同气候区同类型室内冰场建筑的室内环境营造提供案例参考。

摘要： 本研究采用CFD软件FLUENT求解非稳态船舶横摇阻尼,采用滑移网格法对S60船型中横剖面在零航速下强迫横摇运动进行数值模拟.文中阐述了船舶强迫横摇二维CFD模拟的详细步骤,采用能量法获取横摇阻尼系数.最后研究了模拟中横摇阻尼系数随不确定性因素如网格数量、时间步长的变化规律.通过分析模拟结果并与试验结果进行比较,证明了所述的模拟策略是可行的,对船舶强迫横摇二维模拟及三维CFD黏流模拟具有参考价值.

摘要： 本研究采用CFD软件FLUENT求解非稳态船舶横摇阻尼,采用滑移网格法对S60船型中横剖面在零航速下强迫横摇运动进行数值模拟.文中阐述了船舶强迫横摇二维CFD模拟的详细步骤,采用能量法获取横摇阻尼系数.最后研究了模拟中横摇阻尼系数随不确定性因素如网格数量、时间步长的变化规律.通过分析模拟结果并与试验结果进行比较,证明了所述的模拟策略是可行的,对船舶强迫横摇二维模拟及三维CFD黏流模拟具有参考价值.

摘要： 本研究采用CFD软件FLUENT求解非稳态船舶横摇阻尼,采用滑移网格法对S60船型中横剖面在零航速下强迫横摇运动进行数值模拟.文中阐述了船舶强迫横摇二维CFD模拟的详细步骤,采用能量法获取横摇阻尼系数.最后研究了模拟中横摇阻尼系数随不确定性因素如网格数量、时间步长的变化规律.通过分析模拟结果并与试验结果进行比较,证明了所述的模拟策略是可行的,对船舶强迫横摇二维模拟及三维CFD黏流模拟具有参考价值.

摘要： 本研究采用CFD软件FLUENT求解非稳态船舶横摇阻尼,采用滑移网格法对S60船型中横剖面在零航速下强迫横摇运动进行数值模拟.文中阐述了船舶强迫横摇二维CFD模拟的详细步骤,采用能量法获取横摇阻尼系数.最后研究了模拟中横摇阻尼系数随不确定性因素如网格数量、时间步长的变化规律.通过分析模拟结果并与试验结果进行比较,证明了所述的模拟策略是可行的,对船舶强迫横摇二维模拟及三维CFD黏流模拟具有参考价值.

摘要： 伴随中国城市空间规模的快速拓展与建设容量的急剧增大,城市环境问题日益凸显,良好的室外风环境对于城市空气污染、热岛效应、室外环境舒适、人的安全与健康等均具有积极意义,是提升城市生活品质的重要内容.城市室外风环境受制于城市内的建筑空间形态,反过来室外风环境又将强烈作用于城市建筑空间,尤其是在“高密度、高强度、高高度”的城市中心内,对城市通风的影响和存在的风环境问题都更为突出.本文选取南京新街口中心区为案例进行研究,通过基于CFD的大尺度室外风环境数值模拟技术对新街口中心区行人层室外风环境的特征进行综合分析与评价,探讨空间形态对行人层风环境的影响,进一步从城乡规划学科角度,通过数据剖析常用城市空间形态指标与室外风环境的耦合关系,以期为规划设计和管理中城市室外风环境的优化提供参考,从而创造舒适宜人的城市户外环境与空间.

摘要： 伴随中国城市空间规模的快速拓展与建设容量的急剧增大,城市环境问题日益凸显,良好的室外风环境对于城市空气污染、热岛效应、室外环境舒适、人的安全与健康等均具有积极意义,是提升城市生活品质的重要内容.城市室外风环境受制于城市内的建筑空间形态,反过来室外风环境又将强烈作用于城市建筑空间,尤其是在“高密度、高强度、高高度”的城市中心内,对城市通风的影响和存在的风环境问题都更为突出.本文选取南京新街口中心区为案例进行研究,通过基于CFD的大尺度室外风环境数值模拟技术对新街口中心区行人层室外风环境的特征进行综合分析与评价,探讨空间形态对行人层风环境的影响,进一步从城乡规划学科角度,通过数据剖析常用城市空间形态指标与室外风环境的耦合关系,以期为规划设计和管理中城市室外风环境的优化提供参考,从而创造舒适宜人的城市户外环境与空间.

摘要： 伴随中国城市空间规模的快速拓展与建设容量的急剧增大,城市环境问题日益凸显,良好的室外风环境对于城市空气污染、热岛效应、室外环境舒适、人的安全与健康等均具有积极意义,是提升城市生活品质的重要内容.城市室外风环境受制于城市内的建筑空间形态,反过来室外风环境又将强烈作用于城市建筑空间,尤其是在“高密度、高强度、高高度”的城市中心内,对城市通风的影响和存在的风环境问题都更为突出.本文选取南京新街口中心区为案例进行研究,通过基于CFD的大尺度室外风环境数值模拟技术对新街口中心区行人层室外风环境的特征进行综合分析与评价,探讨空间形态对行人层风环境的影响,进一步从城乡规划学科角度,通过数据剖析常用城市空间形态指标与室外风环境的耦合关系,以期为规划设计和管理中城市室外风环境的优化提供参考,从而创造舒适宜人的城市户外环境与空间.

摘要： 伴随中国城市空间规模的快速拓展与建设容量的急剧增大,城市环境问题日益凸显,良好的室外风环境对于城市空气污染、热岛效应、室外环境舒适、人的安全与健康等均具有积极意义,是提升城市生活品质的重要内容.城市室外风环境受制于城市内的建筑空间形态,反过来室外风环境又将强烈作用于城市建筑空间,尤其是在“高密度、高强度、高高度”的城市中心内,对城市通风的影响和存在的风环境问题都更为突出.本文选取南京新街口中心区为案例进行研究,通过基于CFD的大尺度室外风环境数值模拟技术对新街口中心区行人层室外风环境的特征进行综合分析与评价,探讨空间形态对行人层风环境的影响,进一步从城乡规划学科角度,通过数据剖析常用城市空间形态指标与室外风环境的耦合关系,以期为规划设计和管理中城市室外风环境的优化提供参考,从而创造舒适宜人的城市户外环境与空间.

摘要： 伴随中国城市空间规模的快速拓展与建设容量的急剧增大,城市环境问题日益凸显,良好的室外风环境对于城市空气污染、热岛效应、室外环境舒适、人的安全与健康等均具有积极意义,是提升城市生活品质的重要内容.城市室外风环境受制于城市内的建筑空间形态,反过来室外风环境又将强烈作用于城市建筑空间,尤其是在“高密度、高强度、高高度”的城市中心内,对城市通风的影响和存在的风环境问题都更为突出.本文选取南京新街口中心区为案例进行研究,通过基于CFD的大尺度室外风环境数值模拟技术对新街口中心区行人层室外风环境的特征进行综合分析与评价,探讨空间形态对行人层风环境的影响,进一步从城乡规划学科角度,通过数据剖析常用城市空间形态指标与室外风环境的耦合关系,以期为规划设计和管理中城市室外风环境的优化提供参考,从而创造舒适宜人的城市户外环境与空间.

摘要： 采用基于RANSE的数值波浪水池和数值拖曳水池技术,针对Japan Bulk Carrier (JBC)船模,开展了波浪中自航的CFD模拟研究.论文首先开展了静水中带自由升沉、纵倾的船模阻力和自航CFD模拟,并通过与模型试验结果的比较,初步验证了本文的CFD模拟方法;随后开展不同波长下耦合了运动响应的船模自航CFD模拟,对该种状态下船模的阻力、运动响应和船后螺旋桨的推力、扭矩等进行了分析,获得了有关变化特性.本文的研究工作,对于波浪中舰船快速性研究和预报等,具有重要的指导意义和参考价值.

摘要： 本发明提供一种基于CFD模拟的养殖池中鱼群运动可视化数值模拟方法，包括以下步骤：步骤1：建立具有圆弧角的方形养殖池，三维鱼体仿生模型；步骤2：复制所述三维鱼体仿生模型生成鱼群；步骤3：将步骤2得到的几何模型导入Ansys进行网格划分；步骤4：利用Fluent，采用多重参考系模型，对步骤3得到的网格文件进行数值模拟，模拟在所述养殖池运行且所述鱼群在所述养殖池内按照圆形固定轨迹运动的情况下，所述鱼群开始运动时所述养殖池内的流态至所述养殖池内达到流场稳定时的流态。本发明的技术方案能够实时监测池内水动力情况，同时可以辅助养殖池设计和参数设置。

摘要： 本发明公开了一种基于CFD模拟的振荡水柱装置全过程模型及其效率预测方法，该装置包括数值波浪水槽和设置在数值波浪水槽一端的气室，气室的侧面与空气导管相通，在空气导管内设置动量源项区域，该动量源项区域的宽度与待评估装置中透平的叶片宽度一致。本发明所公开的全过程模型能够将空气透平的阻尼作用准确引入到气室中，充分考虑空气透平与气室之间的动态耦合作用，能够真实反映振荡水柱的工作状态，对全过程效率做出合理预测。

摘要： 本发明属于碳达峰、碳中和的技术领域，具体的涉及一种复杂地形CFD计算域建模方法及地质封存CO2泄漏模拟与风险评估系统。所述建模方法简单通过数据转换便可实现复杂地形如黄土峁梁地区的三维建模。所述模拟与风险评估系统系统包括CO2暴露浓度获取模块、CO2暴露基准浓度模块、健康风险评估模块和健康风险时空分布可视化模块，基于该建模的模拟与风险评估系统具有较好的可视化特性，实现了快速、可操作性高、精度高以及可视化高度的CCUS潜在泄漏风险评估。

摘要： 本发明提供了一种基于CFD数据模拟的轴流风机性能评估方法，本发明属于轴流风机评估技术领域；所述方法包括确定数值模拟模型及方程；基于已有的轴流风机叶片模型建立风道内壁模型；所述风道内壁模型为以风道进出口和风道内壁围成的闭合区域等；本方法用于轴流风机设计和性能评估是一种可靠的手段，典型工况的实验验证表明：模拟和实验最大相差不超过15％，在常用工作范围内误差不超过5％；基于标准壁面的可实现k‑ε湍流模型具有较低的硬件需求和较高的模拟精度，本方法可以泛用用于类似结构风机的性能评估。

摘要： 本发明公开了一种基于并行CFD的离心式血泵数值模拟方法，包括以下步骤：步骤一：创建三维模型：由三维建模软件建立离心式血泵模型，包括整个血泵外壳和内部叶轮部分；步骤二：网格划分：使用网格划分软件；步骤三：计算软件前处理：使用开源流体动力学计算软件读取计算网格文件；步骤四：分析后并行计算；步骤五：结果分析：由以上计算得到的血泵内流场数据，分析该离心式血泵的综合性能。本发明与现有技术相比的优点在于：实现的软件开源完整，可根据计算流程需求更改算法、进行各种自定义等，同时使用并行计算的方法对大型网格进行快速计算，提高了计算准确度的同时也提高了计算速度。

摘要： 本发明公开了一种基于CFD的多尺度模拟方法、系统和存储介质，首先，建立船体的几何模型，并对所述船体进行网格划分；然后，使用CFD方法对船体的整船流场进行模拟，得到整船流场信息；其次，提取所研究的所述船体的局部结构入口剖面的每个网格节点的风速数据；最后，将风速数据输入到局部模型进行计算，以实现对船体的局部模拟。本发明提供的基于CFD的多尺度模拟方法，一方面通过高效的整船模拟可以获取船体周围流场特征，另一方面又可以通过局部模拟获取各部分流场细节。大大提高了局部模型数值模拟的准确性，同时也弥补了整船计算无法对流场细节进行精确描述的不足，解决了整船模型简化处理会导致局部模型流场细节失真的问题。

摘要： 本发明公开一种基于CFD‑DEM考虑颗粒粘结的覆膜支撑剂输送模拟方法，包括：获取裂缝参数及覆膜支撑剂的基本参数，并根据相似准则建立支撑剂输送过程裂缝物理模型；将泵注排量转换为支撑剂输送过程裂缝物理模型的缝口流速；对所建立的裂缝物理模型进行网格划分；使用有限体积法对压裂液相控制方程组进行离散；得到每个时间步长下各个网格中的流体速度、流体压力；得到覆膜支撑剂的速度及位置参数；至到压裂时间结束，获得覆膜支撑剂输送过程；计算得到通道率；改变泵注排量，获得各个泵注排量对应的通道率。本发明在模拟支撑剂输送过程中考虑了覆膜支撑剂表面镀层的粘结成团作用，可以作为通道压裂施工参数优化的依据。

摘要： 一种结合实测的风致雪漂移的CFD数值模拟方法，它涉及风致雪漂移的CFD数值模拟方法。它是要解决现有的数值模拟方法不考虑风雪之间的相对运动、准确性差的技术问题。本方法：基于现场实测测得的初始积雪分布形态建模及实测雪颗粒数据，考虑风相与雪相的相对滑移速度，采用编程软件Visual Studio编写UDF导入有限元数值模拟分析软件Ansys Fluent对结构的积雪不均匀分布进行模拟，运用软件Tecplot对模拟数据进行后处理，建立了一种结合实测的考虑风雪相对运动的风致雪漂移的CFD数值模拟方法。本发明提高了数值模拟方法的准确性，可用于寒冷地区的建筑结构设计领域。

摘要： 本申请提出了一种基于CFD模拟的海底管道的振动频率监测方法和系统，该方法包括：在CFD模拟软件中建立模拟任务；设置模拟任务所需的物理模型和物理模型的物理参数；建立海底管道的二维冲刷模型，对二维冲刷模型的计算域进行网格划分，并设置计算域的初始条件和边界条件；在海底管道的模型上设置监测点，采集监测点所受的流体力，以获取海底管道的流体力时程变化曲线，并对曲线进行快速傅里叶变换；确定求解数值的计算方法，设置计算时间步长；运行模拟计算，以文本和图像的方式输出管道的振动频率变化曲线和管道周围的流场信息。该方法可以同时计算出管道周围的流场分布及管道的振动频率，有效避免管道产生涡激共振，提高了海底管道的安全性。

摘要： 本发明公开了一种CFD–FEM–SPH四向耦合的载液船舶水弹性响应模拟方法，包括以下步骤：S1、在FEM求解器中建立船体结构三维有限元模型，对船体结构进行有限元网格划分，并定义各类结构单元的参数及施加约束与载荷；S2、在CFD求解器中建立数值水池模型，建立水池流体域和船体外壳模型，设置各项条件；S3、在SPH求解器中建立液舱晃荡模型，对液舱进行属性设置；S4、设置CFD–FEM–SPH四向流固耦合的数据传递方法；S5、程序运行求解及数据导出。本发明方法将船体运动、波浪载荷、液舱晃荡、结构响应的共同作用综合考虑，充分考虑各类流固耦合问题，能够更精确地模拟载液船舶在波浪中航行时的运动和受力情况。